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红外测温仪技术的现代应用简介

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-05-14 0:04:23 * 浏览: 12
红外测温仪的温度测量原理是将物体(如钢水)发出的红外线的辐射能转换成电信号,红外辐射能的大小与物体(如钢水)的温度相对应钢)本身。 ,您可以确定物体(例如钢水)的温度。已经开发了红外温度测量技术来扫描和测量具有热变化的表面温度,确定其温度分布图像,并快速检测出隐藏的温差。这是红外热像仪。红外热像仪用于军事领域。这家美国TI公司在19英寸开发了世界上的红外扫描侦察系统。将来,红外热成像技术已在西方国家的飞机,坦克,军舰和其他武器中用作侦察目标。热瞄准系统极大地提高了搜索和击中目标的能力。瑞典AGA公司生产的红外热像仪在民用技术领域处于领先地位。但是,如何使红外测温技术得到广泛应用仍然值得研究。应用主题。红外测温仪的工作原理红外测温仪由光学系统,光电探测器,信号放大器,信号处理,显示输出等组成。光学系统在其视场和视场大小中收集目标红外辐射能。光学部件和温度计的位置。红外能量聚焦在光电探测器上,并转换为相应的电信号。信号通过放大器和信号处理电路,并根据算法和仪器内部疗法的目标发射率进行校正,然后转换为被测目标的温度值。在自然界中,所有温度都高于绝对零值。不同程度的物体不断向周围空间发射红外辐射能。物体的红外辐射能量的大小及其根据波长的分布与其表面温度有非常密切的关系。因此,通过辐射物体本身,红外能量的测量可以准确地确定其表面温度,这是红外辐射温度测量所基于的客观基础。黑体是一种理想的辐射体,它吸收所有波长的辐射能量而没有能量反射,并且黑透表面的发射率是1。但是,自然界中存在的实际物体几乎不是黑体。为了理解和获得红外辐射的分布规律,在理论研究中必须选择一个合适的模型,即普朗克。提出了体腔辐射的量化振荡器模型,从而推导了普朗克黑体辐射定律,即黑体光谱。以波长表示的辐射率,这是所有红外辐射理论的起点,因此被称为黑体辐射定律。辐射量不仅取决于辐射波长和物体的温度,还取决于制备方法,热处理,表面状态和环境条件。因此,为了将黑体辐射定律应用于所有实际物体,必须引入与材料特性和表面状态有关的比例系数,即发射率。该系数表示实际值。对象与黑体的热辐射接近度在零到小于1之间。根据辐射定律,只要知道材料的发射率,红外辐射特性就可以。任何物体都是已知的。影响发射率的主要因素这些因素是:材料类型,表面粗糙度,物理和化学结构,材料厚度等。当使用红外辐射温度计测量目标的温度时,首先测量目标的红外辐射量。它的波段,然后用温度计计算出来。单色温度计与波段中的辐射成正比,双色温度计与两个波段中的辐射成正比。红外温度测量用途逐点分析,这意味着对象局部区域的热辐射集中在单个检测器上,并且通过了解对象的发射率将辐射功率转换为温度。由于要检测的对象不同,测量范围和使用场合的不同,红外测温仪的外观设计和内部结构也有所不同,但基本结构大致相同,主要包括光学系统,光电探测器,信号放大器和信号处理,显示输出等部分。辐射器发出的红外辐射。进入光学系统后,红外辐射被调制器调制为可变辐射,然后由检测器转换为相应的电信号。信号经过放大器和信号处理电路,并根据算法和仪器中的目标发射率进行校正后,转换为被测目标的温度值。红外测温仪主要分为三类:(1)人体红外测温仪:前温式红外测温仪(以下简称额热仪)是利用红外接收原理对人体进行测量的温度计。使用时,仅需方便地将检测窗对准前额的位置,即可快速,准确地测量体温。 (2)工业红外测温仪:工业红外测温仪测量物体的表面温度,其光传感器辐射,反射和传输能量,然后由探头收集和聚焦能量,然后将信息转换为读数显示其他电路在本机上,本机配备的激光可以更有效地对准被测物体并提高测量精度。 (3)畜牧业用红外线测温仪:兽用红外非接触式测温仪,根据普朗克原理,通过精确测量动物体表特定部位的体表温度,体表之间的温差温度和实际温度得到校正可以准确显示动物的个体温度。确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定温度计的光谱响应或波长。对于高反射率的合金材料,发射率较低或变化不大。在高温区域中,被测金属材料的波长是近红外的,并且可以选择0.18至1.0μm的波长。其他温度区域可以选择1.6μm,2.2μm和3.9μm的波长。由于某些材料在某些波长下是透明的,因此红外能量会穿透这些材料,因此应为该材料选择特殊的波长。如果要测量玻璃的内部温度,请选择10μm,2.2μm和3.9μm(被测玻璃应该很厚,否则会通过)波长,测量玻璃的内部温度,请选择5.0μm波长,低测量区域应选择8-14μm波长。 ,另一个例子是测量波长为3.43μm的聚乙烯塑料薄膜,并使用波长为4.3μm或7.9μm的醋。如果厚度超过0.4mm,请选择8-14μm波长,例如,使用窄带4.24-4。火焰中CO2的波长为3μm,火焰中C0的波长为4.64μm的窄带,火焰中N02的波长为4.47μm。波长。确定响应时间:响应时间表示红外测温仪对测得的温度变化的响应速度,定义为达到最终读数的95%所需的时间(双色光纤仅需要5%的能量)。信号处理电路与显示系统的时间常数有关。新的红外测温仪的响应时间可以达到1ms。这比接触温度测量方法快得多。如果目标的移动速度非常快或在测量快速加热的目标时,必须使用快速响应的红外温度计,否则将无法获得信号响应,从而降低了测量精度。但是,并非所有应用程序都需要快速响应的红外温度计。对于静态或具有热惯性的目标热过程,温度计的响应时间可以放宽。因此,红外测温仪响应时间的选择应适应被测目标的情况。确定光学分辨率(距离很敏感)光学分辨率由D与S之比确定,D与S之比即温度计与目标之间的距离D与测量点直径S之比。该目标物因环境条件而定,但要测量较小的目标物,应选择光学分辨率高的温度计。光学分辨率越高,D:S比率越高,温度计的成本就越高。确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定温度计的光谱响应或波长。对于高反射率的合金材料,发射率较低或变化不大。在高温区域中,被测金属材料的波长是近红外的,并且可以选择0.18至1.0μm的波长。其他温度区域可以选择1.6μm,2.2μm和3.9μm的波长。由于某些材料在某些波长下是透明的,因此红外能量会穿透这些材料,因此应为该材料选择特殊的波长。如果要测量玻璃的内部温度,请选择1.0μm,2.2μm和3.9μm(被测玻璃应该很厚,否则会通过)波长,测量玻璃的内部温度,请选择5.0μm波长,选择低范围区域8-14μm的波长适当的,例如,聚乙烯塑料薄膜的测量使用3.43μm的波长,而聚酯的测量使用4.3μm或7.9μm的波长。如果厚度超过0.4mm,请选择8-14μm波长,例如,使用窄带4.24-4。 3μm波长用于测量火焰中的CO2,窄带4.64μm波长用于测量火焰中的CO,4.47μm波长用于测量火焰中的NO2。确定响应时间:响应时间表示红外温度计对测得的温度变化的反应速度,定义为达到最终读数能量的95%所需的时间,该时间与光电探测器的时间常数有关,信号处理电路和显示系统。广州宏成香港CEM品牌红外测温仪的响应时间可达1ms。这比接触温度测量方法快得多。如果目标的移动速度非常快或在测量快速加热的目标时,必须使用快速响应的红外温度计,否则将无法获得信号响应,从而降低了测量精度。但是,并非所有应用程序都需要快速响应的红外温度计。对于具有热惯性的静态或目标热过程,温度计的响应时间可以放宽。因此,红外测温仪响应时间的选择应适应被测目标的情况。信号处理功能:离散过程(例如零件生产)和连续过程的测量有所不同,要求红外温度计具有信号处理功能(例如峰值保持,谷值保持,平均值)。例如,在测量传送带上的玻璃时,必须使用峰值保持,并将其温度的输出信号传输到控制器。环境条件注意事项:温度计所在的环境条件对测量结果影响很大,应加以考虑并适当解决,否则会影响温度测量的准确性,甚至损坏温度计。当环境温度过高并且有灰尘,烟雾和蒸汽时,可以使用制造商提供的防护罩,水冷,空气冷却系统,空气清扫器和其他配件。这些附件可以有效地解决环境影响并保护温度计,以实现准确的温度测量。确定附件时,应尽可能要求标准服务以降低安装成本。当烟雾,灰尘或其他微粒降低测量能量时,则选择双色温度计。在噪声,电磁场,振动或难以接近的环境条件下ns或其他恶劣条件下,光纤双色温度计是您的选择。在密封或有害材料的应用中(例如容器或真空箱),可通过窗户观察温度计。该材料必须具有足够的强度,并且能够通过所用温度计的工作波长范围。还需要确定操作员是否也需要观察窗户,因此请选择适当的安装位置和窗户材料,以避免相互影响。在低温测量应用中,Ge或Si材料通常用作窗口,对可见光不透明,并且人眼无法通过窗口观察目标。如果操作员需要穿过窗户目标,则应使用透射红外辐射和可见光的光学材料。例如,应当将透射红外辐射和可见光的光学材料用作窗材料。操作简单易用:红外测温仪应直观,易操作且易于使用